В. 1. 2. Химические формулы. 
Валентность. 
Степень окисления

Состав веществ записывается в виде химических формул. Разные типы формул отражают разные характеристики веществ.

Качественная формула показывает, из атомов каких химических элементов состоит молекула данного вещества (соединения).

По правилам TUPAC (Международного союза теоретической и прикладной химии) формула записывается так, чтобы электроотрицательность (стремление атома удержать электрон) атомов увеличивалась слева направо.

Количественная формула информирует, в каких молярных соотношениях атомы данных химических элементов входят в состав молекулы.

Молекулярная формула отражает элементный состав и количественное соотношение атомов молекулы вещества.

Простейшая формула вещества — это формула, отражающая элементный состав вещества и количественное соотношение атомов различных элементов, входящих в состав его молекулы. Простейшая формула является результатом элементного анализа образцов неизвестных материалов и пород, в частности при исследовании космических объектов с помощью автоматических космических аппаратов.

Примеры. Простейшая формула простого вещества водорода — Н, в его составе нет атомов других химических элементов. Простейшая формула, НО у сложного вещества пероксида водорода Н₂0₂, в составе молекулы которого на один атом водорода приходится один атом кислорода. Вода Н₂0 — сложное вещество, в составе молекулы на два атома водорода приходится один атом кислорода. Простейшая формула СН₂0 «подходит» для трех веществ сразу: уксусной кислоты СН₃СООН, формальдегида СН₂0 и метилформиата СН₃—О—СН=0. В составе каждого из этих веществ на один атом углерода приходится два атома водорода и один атом кислорода.

Чтобы при совпадении простейших молекулярных формул разных веществ различать их, молекулярные формулы пишутся с учетом строения молекул, т. е. порядка связи между атомами: уксусная кислота имеет формулу СН3СООН, а метилформиат — формулу СН₃ОСНО.

Графическая формула отражает порядок соединения и число химических связей атомов в молекуле. Она является простейшим видом структурных формул, поэтому в старой учебной литературе ее часто называют «структурная формула».

Современные структурные формулы содержат информацию об углах, межатомных расстояниях и других характеристиках частиц. Более подробно о них говорится в основном материале нашего курса.

Примеры.

Н—Н— графическая формула молекулы водорода;

Н—О—О—Н — графическая формула молекулы пероксида водорода;

Н—О—Н— графическая формула молекулы воды;

 — графическая формула молекулы формальдегида;

 — графическая формула молекулы уксусной кислоты.

Каждая черточка в графической формуле — это химическая связь. Способность атома образовать химическую связь называется валентностью. Это количественная характеристика атома в химическом соединении. Количество черточек у символа каждого элемента в графической формуле — его валентность в данном соединении. В разных соединениях атомы могут проявлять разную валентность.

Некоторые сложные вещества не образуют молекул, а существуют в твердом кристаллическом состоянии в виде одной гигантской молекулы, содержащей многие миллиарды атомов. В этом случае химическая формула указывает только на состав вещества. Например, в кристаллах хлорида натрия ЫаС1 нет молекул, состоящих из атомов Ыа и атомов С1. Каждый атом натрия окружен шестью атомами хлора, а каждый атом хлора окружен шестью атомами натрия, причем все шесть межатомных расстояний Ыа—С1 равны между собой. В кристалле оксида кремния БЮ₂ нет молекул данного состава, а каждый атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода, находящимися па равных расстояниях от атома кремния.

Ввиду того что для некоторых веществ использование термина «молекула» не является корректным, был введен термин «формульная единица».

Этот термин обозначает реальную или условную частицу вещества, состав которой выражается соответствующей химической формулой. Таким образом, формульная единица №С1 в кристалле поваренной соли обозначает условную единицу вещества, состоящую из одного атома натрия и одного атома хлора, а формульная единица Н₂0 обозначает реально существующую молекулу воды, состоящую из одного атома кислорода и двух атомов водорода.